蛭石/酚酞型聚芳醚砜(PES-C)复合膜提高锦纶织物隔热性能的研究

摘要

有机／无机纳米复合材料以其优异的性能成为近年来材料学研究的热点。蛭石因为其特殊的层状结构，表面对热辐射具有良好的反射作用，且薄层间具有大量的气体和结合水存在，具有耐高温、绝热性能优良等特点，所以在有机／无机纳米复合领域得到广泛关注。关于蛭石的研究，目前主要集中在对其进行化学改性，与高聚物纳米复合，以提高聚合物的机械性能上。将蛭石加入到酚酞型聚芳醚砜(PES-C)中，以提高其耐火隔热性能的研究极少，而将蛭石与PES-C复合后再与机合成纤维织物，如：锦纶，结合的相关报道几乎没有。
　　 本文是以耐高温聚合物酚酞型聚芳醚砜为连续相，将蛭石与其复合，并利用液体-固体相转化法(L-S相转化法)制备了蛭石／PES-C复合膜涂层的锦纶织物。利用PES-C的耐高温性能以及蛭石的热隔绝作用，提高锦纶的耐明火热隔绝性能，并在以下几个方面展开研究。
　　 1．设计正交实验和水平实验，研究蛭石种类、蛭石浓度和涂层厚度对蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶老化后的粘均分子量和拉伸机械性能的影响，得出具有最佳抗老化性能的涂层锦纶的配方；
　　 2．设计正交实验，研究蛭石种类、蛭石浓度和涂层厚度对蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶导热系数的影响：
　　 3．测试了蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶的TPP值，研究蛭石含量对涂层锦纶热防护性能的影响，得出影响热防护性的关键因素；
　　 4．对该涂层锦纶复合体系进行热分解动力学研究，探讨了蛭石对复合体系热分解动力学参数的影响，研究了蛭石提高涂层锦纶复合体系隔热性能的机理。
　　 结果表明：蛭石/PES-C复合膜能够提高涂层锦纶的抗老化性能和隔热性能，并且蛭石含量对以上性能的影响最大，蛭石种类和涂层厚度的影响次之。加入少量蛭石能够有效的提高锦纶的抗老化性能和复合体系的隔热性能，但蛭石加入量过多时，蛭石颗粒会出现团聚现象，使锦纶的抗老化性能和复合体系的隔热性能下降。热分解动力学的研究表明，蛭石的加入，能够增大锦纶发生热分解的表观活化能E和热分解反应级数n。蛭石通过增大热分解的能垒，降低分解速度，从而提高复合膜涂层锦纶的隔热性能。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第1章.绪论

1.1 前言

1.2 蛭石简介

1.2.1 蛭石的结构及组成

1.2.2 蛭石的特性

1.2.3 蛭石的化学改性

1.3 聚合物／粘土纳米复合材料

1.3.1 纳米复合材料简介

1.3.2 聚合物／粘土纳米复合材料的高热稳定性能

1.4 聚芳醚砜简介

1.5 蛭石涂覆织物

1.5.1 涂覆蛭石玻璃纤维制品

1.5.2 涂覆蛭石玻璃纤维制品的制造工艺

1.5.3 涂覆蛭石玻璃纤维制品现状

1.6 纺织品隔热性能及其测试方法

1.6.1 纺织品的隔热性能

1.6.2 导热系数

1.6.3 热辐射和热对流混合作用防护性能测试方法

1.7 本课题的意义及研究内容

1.7.1 研究意义

1.7.2 研究内容

第2章.实验部分

2.1 试剂

2.2 主要仪器设备

2.3 实验步骤

2.3.1 蛭石的有机改性

2.3.2 蛭石/PES-C复合膜的制备

2.3.3 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶的制备

2.3.4 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物抗老化性能的研究

2.3.5 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物热分解动力学的研究

2.4 表征方法

2.4.1 傅立叶红外(FTIR)

2.4.2 X射线衍射(XRD)

2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)

2.4.4 织物厚度

2.4.5 力学性能测试

2.4.6 导热系数测试

2.4.7 热防护性能(IPP)测试

2.4.8 热重分析(TGA)

第3章．结果与讨论

3.1 有机改性蛭石的性能分析

3.1.1 有机改性蛭石的红外谱图分析

3.1.2 有机改性蛭石的热重分析

3.1.3 有机改性蛭石的X射线衍射分析

3.2 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物的抗老化性能研究

3.2.1 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物老化后的分子量

3.2.2 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物老化后的拉伸机械性能

3.3 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物隔热性能的研究

3.3.1 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物的导热系数

3.3.2 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物的热防护性能(TPP)

3.4 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶织物的热分解动力学

3.4.1 热分解动力学的研究方法

3.4.2 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶的热重分析

3.4.3 蛭石/PES-C复合膜涂层锦纶的动力学研究

第4章.结论

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

致谢